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ORIGEM E IDADE U-Th-Pb DO DISTRITO PEGMATÍTICO DE (MG) REVELADAS PELA MONAZITA Rafael de Magalhães Gomes Ferreira1; Alexandre de Oliveira Chaves1

1 -Instituto de Geociências e Centro de Pesquisas Professor Manoel Teixeira da Costa (CPMTC), Universidade Federal de . Av. Antônio Carlos nº 6.627, Pampulha. CEP: 31270-901 MG, Brasil. [email protected]; [email protected]

Recebido em 20 de março de 2017; aceito em 1 de julho de 2017

Resumo: Imagens de elétrons retro-espalhados e microanálises químicas por microssonda eletrônica foram obtidas a partir de de monazita pertencentes ao Distrito Pegmatítico de Santa Maria de Itabira nas de Morro Escuro, Ponte da Raíz e Euxenita. Essas lavras estão nos municípios de Santa Maria de Itabira, , Guanhães e Sabinópolis, em Minas Gerais. As amostras coletadas fazem parte da Província Pegmatítica Oriental Brasileira (PPOB), situada em um contexto pós-colisional do Orógeno Araçuaí correspondente ao final do Ciclo Brasiliano. Os cristais mostram-se homogêneos, ou seja, livres de domínios/zoneamentos composicionais e seus teores de U, Th e Pb permitiram a obtenção de idade química média de 474 Ma para o distrito pegmatítico da região estudada. Seus padrões de terras raras normalizados ao condrito mostram anomalia positiva de Sm, elemento fortemente particionado em anfibólio. Esta anomalia sugere que no contexto pós-colisional do Orógeno Araçuaí houve a fusão parcial do biotita-hornblenda gnaisse (Grupo Guanhães), rocha encaixante dos pegmatitos, durante o processo de descompressão regional associado ao colapso do orógeno, gerando um magma granítico hidratado o bastante para permitir o avolumado crescimento de cristais dos pegmatitos desse Distrito Pegmatítico, incluindo a monazita. Este mineral atua, portanto, não só como um geocronômetro, mas também como importante indicador petrogenético dos pegmatitos estudados. Palavras Chave: Monazita; Santa Maria de Itabira; datação química U-Th-Pb, Microssonda Eletrônica; indicador petrogenético Abstract: ORIGIN AND U-Th-Pb AGE OF THE PEGMATITIC DISTRICT OF SANTA MARIA DE ITABIRA (MG) REVEALED BY MONAZITE. Backscattered electron images and chemical microanalysis by electron microprobe were obtained from monazite crystals belonging to the Pegmatitic District of Santa Maria de Itabira in the mining of Morro Escuro, Ponte da Raíz and Euxenita. These mining are located in the municipalities of Santa Maria de Itabira, Ferros, Guanhães and Sabinópolis in the State of Minas Gerais, . The monazite crystals are situated in the Eastern Brazilian Pegmatitic Province (EBPP) in the post-collisional context of the Araçuaí Orogen, which correspond to the end of the Brasiliano event. The samples are compositionally homogeneous, with no internal domains/zoning and their U, Th and Pb contents allowed obtaining an average chemical age of 474 Ma for the Santa Maria de Itabira Pegmatite District. Their chondrite- normalized rare earth element patterns show positive Sm anomalies, an element with very high partition coefficient in amphibole. This anomaly suggests that in the post-collisional context of the Araçuaí Orogen there was partial melting of the host rocks of the Guanhães Group (biotite-hornblende gneiss) during the regional decompression process linked with the collapse of the orogen. This contributed to formation of a granitic melt, which was hydrated enough to allow the large crystal growth of the Itambé pegmatites, including monazite. Therefore, this mineral represents not only a geochronometer, but also a petrogenetic indicator of the studied pegmatites. Keywords: Monazite; Santa Maria de Itabira (MG); U-Th-Pb chemical dating, electron microprobe; petrogenetic indicator pegmatitos e difundido em diversas litologias. Ela 1. INTRODUÇÃO representa um geocronômetro que pode preservar Os estudos referentes a corpos pegmatíticos idade de cristalização mesmo após uma longa apresentam grande importância desde as últimas história de sucessivos eventos geológicos, além de décadas, por se tratarem de rochas fonte da grande constituir um importante indicador petrogenético maioria dos minerais-gema, minerais industriais e de (Williams et al., 2007). elementos raros. Os pegmatitos são interpretados Esse mineral é portador de Th, U e Pb, este como um produto de fracionamento ígneo de fusões último essencialmente radiogênico derivado do graníticas ou se formam por processos anatéticos, a decaimento radioativo dos outros dois elementos. partir da fusão parcial da rocha encaixante (Černý, Há incorporação negligenciável de Pb comum no 1982). A maior parte dos minerais encontrados nos crescimento natural de seus cristais (Parrish, 1990), pegmatitos pertence a três classes predominantes: eliminando-se a necessidade de correção isotópica silicatos, fosfatos e óxidos. Além da importância robusta para o mesmo em estudos geocronológicos. econômica é possível extrair deles informações no Além disso, a difusão volumétrica de Pb na estrutura que tange à caracterização químico-mineralógica e da monazita é desprezível, e isso resulta em uma genética dos corpos pegmatíticos, bem como sua alta temperatura de fechamento do sistema relação, quando existente, com corpos graníticos (>900ºC) (Cherniak et al. 2004; Gardes et al. 2006). (Newman, 2009). A monazita faz parte da série de solução sólida A monazita, um fosfato de elementos terras- monazita-huttonita-cheralita (Linthout 2007) e raras (ETR) essencialmente leves (Montel et al., segundo Dana (1986) sua composição química pode 1996), é um mineral acessório muito comum em ser expressa pela fórmula geral: (Ce, La, Y, Th)PO4. Deer et al. (1992) grafam sua fórmula química como sendo: (Ce, La, Th) PO4. A huttonita é um doi:10.18285/geonomos.v25i1.911

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nesossilicato de fórmula química [ThSiO4], numa extensão superior a 2.000 km, bordejando o isoestrutural da monazita, podendo ser obtida por Cráton São Francisco em suas porções sul e leste. É meio da seguinte substituição (Burt, 1989). localmente subdividida em dois orógenos: Araçuaí e Ribeira (Almeida et al., 1976 e Almeida, 1977). P5+ +ETR(Y)3+ ↔ Si4+ +Th(U)4+ Bea (1996) mostra que a substituição mais comum é referida como cheralítica [Ca,Th(PO4)2].

2ETR(Y)3+ ↔ Ca2+ +Th(U)4+ Alguns trabalhos demonstram que a análise por microssonda eletrônica (ME) pode ser um método preciso para a datação da monazita por meio de idades químicas U-Th-Pb (por exemplo, Suzuki & Adachi, 1991, Montel et al., 1996; Cocherie et al., 1998). A idade é determinada pela medição de U, Th e Pb, partindo do princípio de que não há incorporação de chumbo comum durante a cristalização da monazita (Montel et al., 1996, Cocherie et al., 1998). A utilização da ME permite a obtenção de idades químicas relativamente precisas e com resolução espacial maior em relação a técnicas isotópicas, que são destrutivas e possuem um custo relativamente superior, além da geração de um grande número de análises em curto espaço de tempo. A ME fornece também imagens características de variação de composição dos cristais por elétrons retroespalhados.

A partir de imagens de eletrons retroepalhados de cristais de monazita de três campos pegmatíticos Figura 1. Mapa de localização da Província Pegmatítica Oriental (Lavra Ponte da Raiz, Lavra Euxenita e Lavra Morro do Brasil reunindo os limites propostos por Paiva (1946), Putzer Escuro) do distrito de Santa Maria de Itabira (MG) foi (1976) e Schobbenhaus et al. (1981; 1984) e a localização das possível observar a homogeneidade desse mineral. áreas de estudo. Com isso, por meio da microssonda eletrônica, neste artigo foram feitas datações dos pegmatitos a partir A PPOB está situada nos orógenos Araçuaí e de cálculos de idades químicas U-Th-Pb da monazita. Ribeira. Ela engloba inúmeros corpos pegmatíticos, A determinação dos padrões de elementos terras- tanto de origem ígnea, cristalizados a partir de raras (ETR) de três amostras desse mineral foi magmas graníticos residuais intrusivos, de idade realizada com o intuito de se investigar os processos Brasiliana (650 a 450 Ma), quanto anatética, de magmáticos que originaram a província pegmatítica mineralogia mais simples e dimensões menores, de Santa Maria de Itabira no contexto geodinâmico formados a partir da fusão parcial e mobilização de regional do evento pós-colisional Brasiliano. material félsico (Correia Neves et al., 1986, Bilal et al., 1993, Pedrosa Soares et al., 2011). As principais 2. ARCABOUÇO GEOLÓGICO unidades litoestratigráficas que hospedam os depósitos gemíferos em Minas Gerais são: as Suítes Os corpos pegmatíticos, alvo dos estudos Graníticas G1, G2, G3-I, G3-S, G4 e G5, diretamente realizados para esta dissertação, encontram-se associadas à sua origem; as rochas representadas inseridos nos domínios da Província Pegmatítica pelas Formações São Tomé, Salinas, Ribeirão da Oriental do Brasil (PPOB) situada na porção oriental Folha, ; o Grupo Guanhães, representado do estado de Minas Gerais (Fig. 1), sendo parte por gnaisses e pelas rochas da Formação Serra integrante da Província Estrutural Mantiqueira. As Negra, que concentram mineralizações ferríferas e idades da Província Estrutural Mantiqueira metais raros; as rochas dos Supergrupo Rio das remontam ao Arqueano (U/Pb de 3.130 ± 8 Ma) com Velhas, do Supergrupo Minas e do Grupo retrabalhamento e geração de crosta no evento Diamantina e os corpos graníticos da Suíte Riaciano - Orosiriano (2.200–1.800 Ma) e Brasiliano Borrachudos (Pedrosa Soares et al., 2011). (630–490 Ma) (Cunningham et al., 1996). De forma geral, a Província Estrutural Mantiqueira se estende De acordo com os trabalhos de diversos autores, desde o sul do estado da Bahia ao Rio Grande do Sul, sintetizados em Correia Neves et al. (1986),

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Marciano (1995), Nalini Jr. (1997), Gandini (1999) e Para este trabalho foram amostrados pegmatitos Pedrosa Soares et al. (2011), os pegmatitos são as pertencentes aos Campos Pegmatíticos Ferros – unidades litológicas mais jovens das faixas móveis Antônio Dias (Lavra Ponte da Raíz e Lavra Morro Araçuaí e Ribeira, relacionadas ao estágio pós- Escuro), portadores de águas-marinhas, e de colisional do Ciclo Brasiliano (630 Ma a 490 Ma) , Guanhães-Sabinópolis (Lavra Euxenita), portadores Pedrosa Soares et al., 2011). Os pegmatitos de Santa de berilos raros A mineralogia desses corpos Maria de Itabira analisados no trabalho de Marciano pegmatíticos assemelha-se consideravelmente, (1995) pelo método K/Ar, apresentam idades no sendo caracterizada pela presença de duas micas intervalo entre 502 Ma a 530 Ma. (muscovita e biotita); quartzo (fumê e hialino); microclínio (bege, branco e verde-amazonita); Segundo Correia Neves et al. (1986) e Pinto et al. ferrocolumbita-tantalita; euxenita; samarskita; (2001), a análise dos dados geocronológicos obtidos monazita; fluorita; (água- marinha, goshenita na PPOB, permite concluir que no fim do Ciclo e heliodoro); topázio (azul e incolor) e granadas Brasiliano houve a geração de uma grande (Marciano, 1995; Newman, 2009). Schettino et al. quantidade de material pegmatítico. Logo, grande (1988) observaram que os pegmatitos aflorantes na número dos pegmatitos que compõem esta região de Santa Maria de Itabira se encontram província pertence a uma época metalogenética de orientados segundo a direção das fraturas das idade compatível com o fim deste ciclo. rochas encaixantes (N60E), o que demonstra um condicionamento estrutural destes corpos. A PPOB encontra-se dividida, no estado de Minas Gerais, em sete Distritos Pegmatíticos (Araçuaí, O Campo Pegmatítico de Ferros – Antônio Dias Governador Valadares, Ataléia, São José da Safira, localiza-se na borda sudeste da Faixa Araçuaí e é Santa Maria de Itabira, Padre Paraíso e Medina – composto por pegmatitos discordantes, encaixados ), que, por sua vez, se subdividem em 21 em gnaisses Arqueanos do Grupo Guanhães (Fig. 2), Campos Pegmatíticos, conforme descrito por Pinto os quais são considerados por Silva et al. (2002) et al. (2001). Os pegmatitos estudados neste artigo como rochas que apresentam tectofáceis de pertencem ao Distrito Pegmatítico de Santa Maria ortognaisses, o que contraria o estudo de Grossi-Sad de Itabira (Campos Pegmatíticos de Ferros – Antônio et al. (1990), que os interpretam como paragnaisses Dias e Sabinópolis – Guanhães), caracterizados por anfibolíticos. Em Silva et al. (2002), datações de englobarem pegmatitos muscovíticos e berilíferos, 2860 e de 2710 Ma obtidas em gnaisses e granitóide com ausência de turmalina, encaixados nas rochas do Complexo Guanhães são correspondentes a do Grupo Guanhães (Pedrosa Soares et al., 2011). As eventos tectono-magmáticos bem estabelecidos no rochas do Grupo Guanhães são representadas por embasamento arqueano do domínio cratônico do gnaisses e migmatitos bandados, com granulometria Quadrilátero Ferrífero (Machado & Carneiro 1992, variando de média à grossa. São caracterizadas pela Machado et al. 1996, , Noce et al. 1998). alternância de níveis quartzo-feldspáticos, de Consequentemente, os dados obtidos sugerem que coloração rosada e espessura variando de o Grupo Guanhães pode corresponder a uma centimétrica a métrica, com níveis ricos em anfibólio extensão deste substrato no domínio do Orógeno e biotita, de espessura decimétrica, correspondentes Araçuaí, e não um terreno alóctone. prováveis a antigos corpos máficos. Em algumas No Campo Guanhães-Sabinopolis afloram os regiões, essas rochas apresentam-se bem granitos alcalinos proterozóicos pertencentes à Suíte heterogêneas quanto aos aspectos texturais e Borrachudos (batólitos e São composicionais, com elevado grau de alteração Félix), que juntamente com os biotita-hornblenda (Marciano 1995 e Grossi Sad et al., 1997). gnaisses do Grupo Guanhães, representam as rochas encaixantes dos pegmatitos da região. Entretanto, O Distrito Pegmatítico de Santa Maria de Itabira foi amostrado um corpo pegmatítico da Lavra da foi inicialmente descrito por Bilal et al. (1993, 1995) Euxenita encaixado apenas no Grupo Guanhães. Os e Marciano (1995) e localiza-se na porção ocidental corpos pertencentes a esse campo são classificados da PPOB, segundo uma faixa N-S que vai de Serra como sendo do tipo zonado simples, sendo alguns Azul a , em Minas Gerais. Compreende concordantes e outros discordantes em relação às pegmatitos zonados e simples, cujas dimensões rochas encaixantes. Sua forma varia de tabular a variam de 50 a 100 metros de comprimento e 5 a 10 tabular ramificada com dimensões variáveis de metros de espessura média (Marciano et al., 1994) e alguns centímetros a vários metros. A mineralogia é são ricos em berílos e minerais industriais (Bilal et constituída essencialmente por quartzo, feldspato al., 1995). Os corpos pegmatíticos possuem, alcalino e muscovita e como acessórios destaca-se a geralmente, formas tabulares e atitudes ocorrência de fluorita, titanita, granadas, berilo, topázio e monazita (Newman, 2009). discordantes às das rochas encaixantes.

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Euxenita (Campo Guanhães - Sabinópolis). Os três cristais selecionados, de até 5 cm, foram fragmentados e montados em blocos de resina, submetidos ao desbaste e polimento até se obter uma superfície com qualidade adequada para imageamento por elétrons retro espalhados e para as análises quantitativas na microssonda eletrônica. As imagens dos cristais de monazita foram obtidas no Centro de Microscopia da Universidade Federal de Minas Gerais (CM/UFMG), em uma microssonda JEOL, modelo JXA-8900, onde também as composições químicas dos mesmos foram obtidas através de espectrometria por dispersão de comprimento de onda (WDS). Os parâmetros e padrões analíticos empregados nas análises pontuais quantitativas WDS encontram-se na tabela 1. O modelo utilizado para corrigir os efeitos de matriz em função das diferenças nas composições das amostras e do padrão, descrito em Toya et al. (1984), leva em conta os fatores ZAF (Z: número atômico; A: absorção de raios-x; F: fluorescência secundária). Sobreposições de picos de raios-X entre Y e Pb não precisaram ser corrigidas por não ter havido medição em PbMa (Chumbo M alfa), mas apenas em PbMb (Chumbo M beta). Entretanto, para se evitar erros nas idades obtidas, a interferência de ThMz (Tório M gama) sobre o UMb (Urânio M beta) medido precisou ser corrigida, seguindo Scherrer et

al. (2000) em adaptação às condições do CM/UFMG, Figura 2. Mapa geológico simplificado das regiões de estudo e a da seguinte maneira: localização das lavras em que as amostras foram coletadas (Modificado de Pinto & Silva, 2014). U corrigido = U medido – (0.006365 x Th medido) O cálculo das idades químicas U-Th-Pb e dos 3. MATERIAIS E MÉTODOS erros associados foi realizado com o auxílio do Três cristais de monazita investigados nessa software EPMA Dating de Pommier et al. (2004), pesquisa foram coletados, sendo dois deles no utilizando-se a relação da figura 3. produto da Lavra Morro Escuro e Ponte da Raíz O cálculo das médias das idades e de seus (Campo Ferros – Antônio Dias) e um na Lavra parâmetros estatísticos foi obtido com o apoio do software Isoplot (Ludwig, 2003).

Figura 3. Relações utilizadas para o cálculo das idades químicas por meio da quantidade de U, Th e Pb das monazitas.

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Tabela 1. Condições de medidas e padrões analíticos empregados na investigação quantitativa dos elementos presentes em monazitas pela microssonda eletrônica do CM-UFMG (Chaves et al., 2013).

Método = WDS (wavelength dispersive spectroscopy) quantitativo Tensão de aceleração = 25kv Intensidade da corrente = 50nA Diâmetro do feixe de elétrons = 2 micrômetros Tempo de (seg.) Elemento Raio-X Cristal Pico Background Padrão Analítico Y La TAP 20.0 10.0 YAG (Ytrium Aluminium Garnet)

Dy Lb LIF 20.0 10.0 DyPO4 P Ka PETJ 10.0 5.0 monazita

Si Ka TAP 10.0 5.0 ThSiO4 (thorita sintética)

Gd Lb LIF 20.0 10.0 GdPO4 Pb Mb PETJ 200.0 100.0 crocoita

Th Ma PETJ 20.0 10.0 ThSiO4 Sm Lb LIF 20.0 10.0 REE2

U Mb PETJ 150.0 75.0 UO2 (sintético)

Ca Ka PETJ 10.0 5.0 Ca2P2O7 (apatita sintética)

Nd Lb LIF 20.0 10.0 NdPO4 La La PETJ 10.0 5.0 monazita

Pr Lb LIF 20.0 10.0 PrPO4 Ce La LIF 10.0 5.0 monazita

4. RESULTADOS parcial da estrutura do mineral; também não é Na tabela 2 estão apresentadas as análises evidente uma alteração hidrotermal que geraria químicas dos cristais de monazita estudados nesse uma borda de coloração mais clara, originando trabalho, cujas imagens de elétrons retro- minerais como florencita, parisita, allanita e apatita, espalhados obtidas na microssonda eletrônica (fig. que poderiam ocorrer contemporâneos a um 4) confirmam a homogeneidade composicional dos metamorfismo retrógrado. Pelas imagens de cristais. Percebe-se que não há metamictização da elétrons retro espalhados e pelo contexto monazita pelo decaimento do Tório (Th) ou do geotectônico observa-se que não há alterações Urânio (U) que provocaria a destruição total ou metamórficas sobre essa geração de monazitas.

Tabela 2. Microanálises químicas dos cristais de monazita investigados e suas respectivas médias obtidas em microssonda eletrônica. Dados em % massa.

Análise Monazitas P O SiO ThO UO La O Ce O Pr O Nd O Sm O Gd O Dy O Y O PbO CaO Total Pontual 2 5 2 2 2 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 A 26.09 2.08 10.99 0.54 10.14 29.62 3.25 10.92 3.97 1.76 0.59 0.41 0.25 0.71 101.32 B 26.18 2.18 10.79 0.49 10.11 30.08 3.03 10.98 3.95 1.74 0.59 0.39 0.24 0.70 101.45 C 26,23 2.15 10.90 0.53 10.14 29.34 3.31 11.28 3.96 1.74 0.51 0.35 0.25 0.69 101.38 D 26,57 2.11 10.95 0.51 10.03 28.90 3.26 10.93 3.95 1.71 0.55 0.44 0.25 0.71 100.86 Pegmatito E 26,68 2.00 11.08 0.49 10.07 28.99 3.15 10.97 4.03 1.72 0.66 0.44 0.25 0.72 101.25 Morro F 26,87 2.06 10.97 0.54 10.28 29.23 3.15 11.07 4.06 1.80 0.62 0.34 0.25 0.73 101.96 Escuro G 26,96 2.03 10.87 0.51 10.13 28.88 3.31 10.91 3.99 1.73 0.64 0.38 0.24 0.69 101.27 H 26,10 2.04 10.72 0.51 9.98 29.08 3.25 10.86 3.93 1.74 0.64 0.39 0.25 0.70 100.19 Média 26,46 2.08 10.91 0.51 10.11 29.26 3.21 10.99 3.98 1.74 0.60 0.39 0.25 0.71 101.21 A 26.87 2.09 11.02 0.51 10.50 29.16 2.98 10.56 3.79 1.76 0.72 0.33 0.26 0.74 101.27 B 26.63 2.06 10.97 0.48 10.59 29.26 3.18 10.83 4.01 1.73 0.63 0.32 0.24 0.78 101.71 C 26.30 2.06 10.93 0.49 10.49 29.62 3.09 10.57 3.87 1.64 0.67 0.27 0.25 0.76 101.01 D 26.84 2.01 10.95 0.52 10.42 29.28 3.16 10.62 3.89 1.58 0.74 0.30 0.25 0.74 101.28 Pegmatito E 26.60 1.95 10.90 0.49 10.49 29.25 3.09 10.61 3.99 1.73 0.65 0.33 0.24 0.77 101.08 Ponte da F 26.32 1.95 10.92 0.52 10.39 29.40 3.19 10.16 3.97 1.62 0.57 0.27 0.25 0.75 100.26 Raíz G 26.62 2.03 10.85 0.50 10.48 28.96 3.08 10.11 3.87 1.61 0.54 0.28 0.25 0.77 99.94 H 26.63 1.90 10.88 0.49 10.55 29.13 3.09 10.16 3.90 1.61 0.62 0.28 0.25 0.75 100.24 Média 26.60 2.01 10.93 0.50 10.49 29.26 3.11 10.45 3.91 1.66 0.64 0.30 0.25 0.76 100.85 A 26.31 2.18 10.60 0.49 10.57 29.80 3.03 11.17 3.76 1.61 0.56 0.38 0.24 0.67 101.37 B 26.55 2.13 10.71 0.52 10.63 29.43 3.24 10.86 3.87 1.68 0.65 0.36 0.25 0.68 101.55 C 26.37 2.20 10.57 0.50 10.05 29.48 3.30 11.36 3.89 1.75 0.58 0.38 0.24 0.71 101.35 D 26.35 2.17 10.68 0.49 10.66 29.58 3.18 10.98 3.72 1.70 0.44 0.35 0.25 0.65 101.18 Pegmatito E 26.79 2.13 10.60 0.49 10.50 29.79 3.21 10.74 3.73 1.70 0.58 0.40 0.25 0.65 101.56 Euxenita F 26.87 2.22 10.69 0.50 10.50 29.74 3.32 10.64 3.69 1.60 0.59 0.34 0.24 0.65 101.59 G 26.43 2.18 10.64 0.49 10.39 29.70 3.20 10.47 3.79 1.69 0.47 0.36 0.25 0.66 100.71 H 27.00 2.15 10.69 0.48 10.58 29.25 3.10 10.79 3.77 1.59 0.52 0.37 0.24 0.66 101.19 Média 26.58 2.17 10.65 0.49 10.48 29.60 3.20 10.88 3.77 1.67 0.55 0.37 0.24 0.67 101.31

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explica a baixa tendência cheralítica (em média 3%) dessa solução. Os cristais possuem altos teores de Ce2O3 (28.88-30.08 wt%) e, em função disso, essas amostras de monazita são do tipo monazita-Ce.

Figura 4. Imagens de elétrons retro-espalhados dos cristais de monazita homogêneos analisados na microssonda eletrônica. (A) Lavra Morro Escuro; (B) Lavra Ponte da Raíz e (C) Lavra Euxenita.

Foram analisados oito pontos em cada amostra e Figura 5. Diagrama ternário do sistema cheralita [Ca,Th(PO4)2], calculada a média de cada cristal a fim de se obter huttonita [2ThSiO4] e monazita [2ETR(PO4)] (Linthout, 2007) com o uma maior confiabilidade estatística. Observa-se que lançamento de cada cristal de monazita. as amostras de monazitas analisadas dos três Os padrões de elementos terras raras (ETR) pegmatitos estudados possuem composições normalizados pelo condrito (Fig.6) mostram um químicas praticamente similares. A fração dos enriquecimento de Sm em todos os cristais de forma membros ternários do sistema cheralita muito similar. Como esperado para cristais de [Ca,Th(PO4)2], huttonita [2ThSiO4] e monazita monazita, os ETR leves são mais enriquecidos que os [2ETR(PO4)] foram calculadas baseadas no trabalho pesados nos cristais estudados. de Linthout (2007) e lançadas no diagrama ternário (Fig. 5), onde elas aparecem praticamente juntas. Na tabela 3 são expostas as idades relativas aos oito pontos analisados. Na figura 7 encontram-se os Observa-se que a solução sólida com maior gráficos gerados pelo software Isoplot, que revelam porcentagem (em média 84%) está no campo da valores de idade de 473 ± 14 Ma para o pegmatito monazita, entretanto, percebe-se uma grande Ponte da Raíz, 474 ± 14 Ma para o pegmatito Morro tendência huttonitica nesses cristais (em média Escuro e 476 ± 15 Ma para o pegmatito Euxenita. A 13%), o que demonstra substituição semelhante de média das idades dos três pegmatitos pesquisados P e ETR por Th e Si em todos os corpos. Há baixas se encontra em 474 ± 8 Ma. concentrações de cálcio em todos os corpos, o que

Figura 6. Gráficos de ETR das monazitas do Distrito de Santa Maria de Itabira, normalizados ao condrito segundo valores de Sun & McDonough (1989).

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Figura 7. Média das idades químicas U-Th-Pb (não-isotópica) de cada cristal de monazita referente as lavras dos pegmatitos de Santa Maria de Itabira (MG).

Tabela 3. Idades químicas (não-isotópicas) U-Th-Pb dos cristais de monazita em cada ponto estudado. MPb é a massa média do chumbo obtida segundo metodologia em Pommier et al. (2004).

Análise Idade Erro U Erro Th Erro Pb Erro Monazitas MPb Pontual Ma Ma ppm U% ppm Th% ppm Pb%

A 472 41 4110 3.65 96615 2.00 2330 6.44 207.739 B 462 42 3751 4.00 94840 2.00 2219 6.76 207.754 C 478 41 4071 3.68 95807 2.00 2339 6.41 207.740 Pegmatito D 479 41 3839 3.91 96237 2.00 2339 6.41 207.752 Morro Escuro E 480 41 3691 4.06 97336 2.00 2358 6.36 207.762 F 471 41 4138 3.63 96369 2.00 2321 6.46 207.738 G 464 41 3923 3.82 95543 2.00 2256 6.65 207.747 H 486 42 3887 3.86 94190 2.00 2330 6.44 207.746 A 483 41 3906 3.84 96800 2.00 2376 6.31 207.750 B 461 41 3644 4.12 96440 2.00 2237 6.70 207.763 C 477 42 3699 4.05 96035 2.00 2311 6.49 207.759 Pegmatito D 468 41 3980 3.77 96185 2.00 2293 6.54 207.745 Ponte da Raíz E 468 41 3736 4.01 95754 2.00 2265 6.62 207.757 F 474 41 3938 3.81 95956 2.00 2311 6.49 207.747 G 474 42 3809 3.94 95367 2.00 2293 6.54 207.752 H 478 42 3684 4.07 95640 2.00 2311 6.49 207.759 A 464 42 3735 4.02 93179 2.00 2191 6.85 207.752 B 474 42 3940 3.81 94155 2.00 2274 6.60 207.743 C 468 42 3790 3.96 92863 2.00 2209 6.79 207.748 Pegmatito D 482 42 3713 4.04 93821 2.00 2293 6.54 207.754 Euxenita E 490 43 3682 4.07 93179 2.00 2311 6.49 207.754 F 465 42 3792 3.96 93953 2.00 2219 6.76 207.750 G 493 43 3742 4.01 93478 2.00 2339 6.41 207.752 H 471 42 3633 4.13 93953 2.00 2237 6.70 207.759

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Esses elementos são na grande maioria 5. DISCUSSÕES E CONCLUSÃO incompatíveis na formação dos minerais que cristalizam no magma granítico, representando A monazita representa uma importante portanto, um equílibrio entre a rede cristalina e o ferramenta na discussão de questões magma residual. geocronológicas pois seus conteúdos de U, Th e Pb obtidos por meio da microssonda eletrônica podem Tal comportamento pode ser observado com o ser usados em datações químicas com bastante particionamento dos elementos terras raras mais eficiência (Zhu & O’Nions, 1999). Através dessas pesados e do Ítrio (Y) na relação entre monazita e mesmas análises os estudos das variações de granada. Se o crescimento da monazita preceder a padrões de ETR podem auxiliar na indicação do nucleção da granada, então haverá um maior processo gerador de líquidos pegmatíticos dentro de enriquecimento destes elementos nas monazitas em um contexto geotectônico (Cerný et al., 2012). Dessa relação as granadas formadas posteriormente forma, o estudo químico das monazitas permite que (Wilson, 1989; Willian et al., 2007). Segundo Wilson sejam extraídas informações de alta precisão, alta (1989), a presença de granadas residuais de rochas resolução espacial, além de informações fonte na fusão parcial torna o magma formado petrogenéticas. empobrecido nestes elementos. Entretanto, se o grau da fusão for alto a ponto de eliminar a granada Marciano et al. (1993); Marciano et al. (1994) e da rocha fonte, tais elementos podem ser Marciano (1995) apresentaram uma compilação das incorporados à monazita, se esta preceder a idades do Distrito Pegmatítico de Santa Maria de formação da granada. Segundo esse autor, o Itabira. Os pegmatitos foram datados como pós enriquecimento de ETR no magma depende da colisionais do evento Brasiliano por meio de datação abundância inicial destes elementos na rocha fonte radiométrica. Através do método K-Ar esses autores e o grau da fusão parcial (ou anatexia). As rochas encontraram a idade de 519 ± 10 Ma em muscovita arqueanas do Grupo Guanhães (biotita-hornblenda de pegmatitos da lavra Morro Escuro (Marciano et gnaisse) possivelmente sofreram fusão parcial, al., 1993). No trabalho de Bilal et al. (1995) foram tendo o crescimento da monazita ocorrido no feitas datações químicas da monazita por meio da contexto de formação dos pegmatitos estudados. microssonda eletrônica e foi encontrado uma idade de 462 ± 33 Ma para a lavra da Euxenita. As idades Como observado nos gráficos da figura 6 dos relatadas nos trabalhos de Marciano e padrões de terras raras normalizados pelo condrito, colaboradores e Bilal e colaboradores nortearam a a anomalia positiva de Sm (calculada pela expressão pesquisa atual, pois as idades químicas U-Th-Pb de valores normalizados ao condrito Sm/[Nd*Gd]1/2, encontradas foram de 474 ± 8 Ma, o que corrobora sendo de 1,84 para o pegmatito Morro Escuro, 1,90 para uma idade final do Ciclo Brasiliano num para o pegmatito Ponte da Raíz e 1,80 para o contexto pós colisional do Orógeno Araçuaí. pegmatito Euxenita, ou seja, todas acima de 1) está ligada ao alto coeficiente de partição desse Uma premissa básica para a análise química da elemento na hornblenda em sistemas ricos em sílica monazita é identificar se há domínios/zonamentos (Rollinson, 1993). Portanto, um alto grau de fusão composicionais distintos, pois os múltiplos estágios parcial envolvendo a quebra desse anfibólio da história geológica ficam preservados nesse presente no gnaisse encaixante libera rapidamente mineral (Williams et al., 2007). No entanto, pelas o Sm para o líquido magmático e, além disso, hidrata imagens de elétrons retro espalhados da figura 4 o sistema. percebe-se que os grãos desse Distrito Pegmatítico estudado possuem homogeneidade composicional, A textura pegmatítica encontrada nesse distrito é o que confirma a ambiência tectônica pós-colisional, uma consequência da baixa taxa de nucleação dos momento a partir do qual não houve alteração minerais que está ligada à alta concentração de água metamórfica sobre a monazita. (Holtz et al. 1993). Com isso, segundo Nabelek et al. (2010), a baixa viscosidade aumenta a velocidade de As assinaturas químicas em pegmatitos graníticos ascensão do magma que sobe adiabaticamente em podem ser observadas através de elementos traço. ambiente de baixa pressão gerado durante o colapso O comportamento dos elementos traço em do Orógeno Araçuaí por volta de 475 Ma. processos geológicos, em especial ambientes ígneos, é avaliado pela sua distribuição entre as fases De fato, nesse contexto de colapso do orógeno, cristalinas e líquidas. A relação entre as há diminuição de pressão e existe também um concentrações do elemento na parte sólida sobre a ambiente rico em fluidos aquosos, originados da concentração do elemento na parte líquida é desidratação de biotitas e hornblendas do gnaisse chamado Coeficiente de Partição (Kd) (Wilson, (Grupo Guanhães). Dessa forma, o espaço livre e rico 1989). em água permitiu o avolumado crescimento dos

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48 R.M.G. Ferreira & A.O. Chaves / Geonomos, 25(1), 40-49, 2017 www.igc.ufmg.br/geonomos minerais para gerar os pegmatitos portadores de Dana J.D. 1986. Manual de Mineralogia. EDUSP, São Paulo, 642p. monazita investigados. Deer W.A., Howie R.A., Zussman J. 1992. An introduction to the rock forming minerals. Longman Scientific & Technical, Hong O estudo químico da monazita em microssonda Kong, 696 pp. eletrônica é útil para identificar sua idade que, em Gandini A.L. 1999. Aspectos da mineralogia, geoquímica, gênese e associação ao entendimento tectônico então potencialidade econômica do Campo Pegmatítico de , vigente, traz à luz o processo de fusão da rocha Minas Gerais. São Paulo. Tese de Doutoramento. Instituto de fonte, cujo líquido de composição granítica daí Geociências, Universidade de São Paulo. 261p. gerado se torna matéria-prima para o crescimento Gardes E., Jaoul O., Montel J.M., Seydoux-Gulliaume A.M., Wirth dos pegmatitos da região estudada. R. 2006. 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